Микроорганизмите са подобни на по-сложните организми, тъй като се нуждаят от разнообразни материали от тяхната среда, за да функционират и да постигнат две основни цели - да доставят достатъчно енергия за управление на техните процеси и да извлекат градивни елементи, за да се поправят или размножавайте се. В допълнение към това, което приемат, микроорганизмите процъфтяват и в определена среда. Тези среди варират толкова, колкото и самите организми, и дори количеството и разпределението на елементите във всяка конкретна среда могат да бъдат много важни. Учените използват тази информация за отглеждане на микроорганизми в лаборатории за експерименти.
Хранителни вещества
Всички микроорганизми се нуждаят от храна. Хранителните източници могат да варират, но организмите извличат предимно въглерод и азот от вещества като протеини, мазнини и въглехидрати. Някои микроорганизми търсят и абсорбират такива частици. Други могат да извършват химични реакции с околните елементи като въглероден диоксид, за да получат какво те се нуждаят, докато други могат да произвеждат свои собствени прости захари чрез фотосинтеза, подобна на растения. Азотът, който се използва за синтезиране на протеини, може да се приема от околната атмосфера или от други органични вещества.
Температура
Като цяло, колкото по-висока е температурата, толкова по-лесно микроорганизмите могат да растат до определен момент. Много високите и много ниските температури възпрепятстват ензимните процеси, които микроорганизмите зависят от оцеляват, но отделните видове микроорганизми са пораснали да предпочитат различни нива на температура. Обикновено учените ги разделят на три различни групи: психрофили, мезофили и термофили. Психрофилите предпочитат температури от 0 до 5 градуса по Целзий; мезофилите го харесват в средата, 20-45 градуса по Целзий; и термофилите го харесват горещо, процъфтяващо при температури около или над 55 градуса.
Нива на pH
Микроорганизмите също предпочитат определено ниво на pH в веществото или средата, в която растат - тоест те предпочитат да имат определени киселинни качества в заобикалящата ги среда. Повечето микроорганизми, включително повечето човешки патогени, са неутрифили, организми, които предпочитат неутрално ниво на pH. Някои обичат високите нива на рН, но най-често, ако условията са твърде киселинни, тогава ензимите на организма се разграждат.
Влага
Свободният поток на водата е жизненоважен за микроорганизмите, за да могат клетките им да обменят материали и метаболитните им процеси. Всички микроорганизми изискват някакво ниво на вода, но малцина могат да оцелеят в условия с ниско ниво на влага, като запазят цялата вода, която намерят, и като останат в богата на влага среда. Като общо правило обаче, колкото повече влага, толкова повече микроорганизми ще бъдат открити.
Присъстващи елементи
В допълнение към водата, микроорганизмите обикновено изискват присъствието на определени елементи във въздуха - газове, които те абсорбират, за да произведат необходимите хранителни вещества. Азотът е един необходим елемент, както и кислородът. Има много микроорганизми, които се нуждаят от богата на кислород среда, за да оцелеят, но други всъщност процъфтяват в среда с ниско съдържание на кислород. Между тези две крайности има голямо разнообразие, което може да предпочете повече или по-малко кислород и което ще може да процъфтява еднакво, независимо колко кислород присъства.
